KR100886079B1 - System and method for determining position of elevator cab, and elevator system - Google Patents
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Abstract
엘리베이터 시스템(20)은 승강로 내의 엘리베이터 카(22) 위치 정보를 제공하도록 서로 통신하는 무선 통신부(40, 42A-42C)를 포함한다. 일례에서, 제1 통신부(40)는 엘리베이터 카(22) 상에 지지되어 승강로(24)를 따라 선택된 위치에서 제2 통신부(42A-42C)에 의해 수신되는 트리거 신호를 발생시킨다. 제2 통신부(42A-42C)는 제1 통신부(40)에 의해 수신되는 초음파 신호를 발생시킨다. 트리거 신호와 위치 신호의 수신 사이의 타이밍과 같은 수신되는 위치 신호의 특성은 승강로 내의 카에 관한 위치 정보를 제공한다.The elevator system 20 includes wireless communication units 40, 42A-42C that communicate with each other to provide elevator car 22 location information in the hoistway. In one example, the first communication unit 40 is supported on the elevator car 22 to generate a trigger signal received by the second communication units 42A-42C at a selected position along the hoistway 24. The second communication units 42A-42C generate an ultrasonic signal received by the first communication unit 40. The characteristics of the received position signal, such as the timing between the trigger signal and the reception of the position signal, provide position information about the car in the hoistway.
무선 통신부, 트리거 신호, 초음파 신호, 위치 신호, 승강로 Wireless communication unit, trigger signal, ultrasonic signal, position signal, hoistway
Description
본 발명은 일반적으로 엘리베이터 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 이상의 엘리베이터 시스템 부품의 위치를 결정하는 위치 시스템에 관한 것이다.The present invention relates generally to elevator systems. In particular, the present invention relates to a positioning system for determining the position of one or more elevator system components.
일반적으로 엘리베이터 시스템은 예를 들어 건물 내의 승강장 또는 다른 층 사이의 승강로 내에서 이동하는 카를 포함한다. 제어기는 기계가 작동되게 하여 승강로 내의 요구되는 위치로 엘리베이터 카를 이동시킨다. 승강장에 카를 정확하게 이동시키기 위해 위치 정보를 결정하는 것이 요구된다. 또한, 이러한 결정을 위하여 카를 이동시킬 필요없이 언제라도 승강로 내에서 위치를 결정할 수 있는 것이 필요하다.In general, elevator systems include cars that move in, for example, a platform within a building or between different floors. The controller operates the machine to move the elevator car to the required position in the hoistway. In order to accurately move the car to the platform, it is required to determine the location information. In addition, for this determination it is necessary to be able to determine the position in the hoistway at any time without having to move the car.
다양한 장치들이 엘리베이터 카 위치를 결정하기 위해 제안되거나 실행되었다. 대부분의 그러한 시스템은 그것들이 비싸다는 결점으로 어려움을 겪는다. 또한, 많은 그러한 시스템은 시스템의 수명동안 요구되는 수준의 정밀도를 제공하지 않는다. 정기적 정비 또는 서비스를 요구하는 시스템은 더욱 추가적이고 불필요한 비용이 도입된다. 공지된 시스템과 관련된 또 다른 어려움은 특별한 승강로 또는 비교적 대규모의 내부 승강로 장치가 필요하다는 것이다.Various devices have been proposed or implemented to determine elevator car locations. Most such systems suffer from the drawback that they are expensive. In addition, many such systems do not provide the level of precision required over the life of the system. Systems requiring regular maintenance or service introduce more and unnecessary costs. Another difficulty associated with the known system is the need for special hoists or relatively large internal hoist devices.
일례의 시스템은 엘리베이터 모터, 조속기 또는 하나 이상의 시브에 부착된 인코더를 사용한다. 그러한 장치는 관련된 부품들의 미끄러짐 또는 기계적 마모 로 인해 요구하는 정밀도를 항상 제공하지는 않는다. 또한, 인코더에 근거한 시스템은 카가 승강장에 놓이게 되는 층 영역의 인코더 판독과 실제 위치 사이의 차이를 보상하도록 비교적 복잡한 조정 알고리듬을 필요로 한다. 몇몇 그러한 시스템의 또 다른 결점은 정전의 경우에 승강로 내에서 카의 위치를 즉시 결정하는 것이 불가능하다는 것이다.One example system uses an elevator motor, a governor or an encoder attached to one or more sheaves. Such devices do not always provide the required precision due to the sliding or mechanical wear of the parts involved. In addition, encoder based systems require a relatively complex adjustment algorithm to compensate for the difference between the actual reading and the encoder reading of the floor area where the car is placed on the platform. Another drawback of some such systems is that it is impossible to immediately determine the position of the car within the hoistway in the event of a power outage.
다른 시스템은 베인(vane) 또는 승강로 내의 다른 표시들을 이용한다. 그러한 장치들은 추가적인 부품, 비용, 재료 및 노동력을 도입하고 요구되는 수준의 정밀도를 반드시 제공하지는 않는다.Other systems use vanes or other markings in the hoistway. Such devices introduce additional components, costs, materials and labor and do not necessarily provide the required level of precision.
이 기술 분야의 숙련자가 개선을 위해 노력하고 있지만, 극복되어야 할 추가적인 도전들이 있다. 예를 들면, 위치 검출을 위한 무선 신호 전송을 이용하는 종래의 시도는 정밀도 문제, 불충분한 업데이터 속도 및 바람직하지 않는 고비용으로 어려움을 겪어왔다. 승강로 내에서 엘리베이터 카의 위치를 결정하기 위한 확실하고, 경제적이고, 정밀하고, 효과적인 시스템이 필요하다. 본 발명은 유일한 방식으로 요구를 충족하고 종래 기술의 단점 및 결점을 극복한다.Although those skilled in the art are working to improve, there are additional challenges that must be overcome. For example, conventional attempts to use wireless signal transmission for position detection have suffered from precision issues, insufficient updater speed, and undesirable high cost. There is a need for a reliable, economical, precise and effective system for positioning elevator cars within the hoistway. The present invention meets the needs in a unique manner and overcomes the disadvantages and drawbacks of the prior art.
대체로, 본 발명은 승강로 내에서 엘리베이터 카의 위치를 결정하기 위한 무선 통신 장치에 관한 것이다. 제1 통신부는 엘리베이터 카 상에 지지된다. 제2 통신부는 승강로 내의 선택된 위치에 지지된다. 대부분의 경우에, 복수의 제2 통신부는 승강로를 따라 계획적으로 놓여진다. 통신부들 사이의 거리를 나타내는 무선 통신은 승강로 내에서 엘리베이터 카의 위치에 관한 정보를 제공한다.In general, the present invention relates to a wireless communication device for determining the position of an elevator car in a hoistway. The first communication unit is supported on the elevator car. The second communication unit is supported at the selected position in the hoistway. In most cases, the plurality of second communication units are intentionally placed along the hoistway. Wireless communication indicative of the distance between the communication units provides information regarding the position of the elevator car in the hoistway.
본 발명에 따라 설계된 일례의 시스템에서, 제1 통신부는 엘리베이터 카 상에 지지되는 제1 트랜스시버(transceiver)를 포함한다. 제1 트랜스시버는 트리거(trigger) 신호를 발생한다. 제2 통신부는 승강로에 대해 선택된 알려진 위치에 지지되는 제2 트랜스시버를 포함한다. 제2 트랜스시버는 트리거 신호에 반응하는 위치 신호를 발생한다. 제1 트랜스시버는 위치 신호를 수신한다. 제어기는 수신한 위치 신호의 특징에 기초하여 승강로 내에서 카의 위치를 결정한다.In an exemplary system designed according to the present invention, the first communication unit includes a first transceiver supported on an elevator car. The first transceiver generates a trigger signal. The second communication unit includes a second transceiver supported at a known position selected for the hoistway. The second transceiver generates a position signal in response to the trigger signal. The first transceiver receives a position signal. The controller determines the position of the car in the hoistway based on the characteristics of the received position signal.
일례에서, 트리거 신호는 무선 주파수 신호인 반면, 위치 신호는 초음파 신호이다. 일례에서, 제1 트랜스시버에 의해 수신되는 초음파 신호의 걸리는 시간은 승강로 내에서 카의 위치를 결정하는 특징이 된다. 제1 및 제2 트랜스시버 사이의 거리와 초음파 위치 신호의 알려진 특성은 초음파 신호 수신의 타이밍과 엘리베이터 카의 위치 사이의 관계를 제공한다.In one example, the trigger signal is a radio frequency signal while the position signal is an ultrasonic signal. In one example, the duration of the ultrasonic signal received by the first transceiver is characterized by determining the position of the car within the hoistway. The distance between the first and second transceivers and the known properties of the ultrasonic position signal provide a relationship between the timing of the ultrasonic signal reception and the position of the elevator car.
일례에서, 제1 트랜스시버부는 위치 결정을 하는 원격 위치 제어기와 무선으로 통신한다. 다른 예에서, 제1 트랜스시버는 위치 결정을 하도록 프로그램된 제어기에 배선 연결된다.In one example, the first transceiver portion is in wireless communication with a remote position controller that makes a position determination. In another example, the first transceiver is wired to a controller programmed for positioning.
일례에서, 승강로를 따라 모든 승강장은 대응하는 제2 트래스시버를 지지하는 도어 프레임을 갖는다. 바람직하게는, 제2 트랜스시버는 건물 위치에 운반되기 이전에 도어 프레임에 설치될 수 있다. 이와 같이, 승강로에 대하여 제2 트랜스시버의 위치는 경제적으로 그리고 정확하게 제어될 수 있다.In one example, all landings along the hoistway have door frames that support corresponding second transceivers. Preferably, the second transceiver may be installed in the door frame before being transported to the building location. As such, the position of the second transceiver relative to the hoistway can be controlled economically and accurately.
본 발명의 다양한 특성 및 이점은 이하의 상세한 설명의 일반적으로 양호한 실시예로부터 이 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이다. 상세한 설명이 수반되는 도면이 이하에서 간략히 기술된다.Various features and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from generally preferred embodiments of the following detailed description. The drawings with detailed description are briefly described below.
도1은 본 발명에 따라 설계된 위치 결정 장치를 포함하는 엘리베이터 시스템을 개략적으로 도시한다.1 schematically shows an elevator system comprising a positioning device designed according to the invention.
도2는 본 발명에 따라 설계된 예시적인 시스템에서 두 개의 통신부 및 그들 사이의 무선 통신을 개략적으로 도시한다.2 schematically illustrates two communication units and wireless communication between them in an exemplary system designed in accordance with the present invention.
도1은 종래의 방식으로 엘리베이터 카(22)가 승강로(24) 내에서 이동하는 엘리베이터 시스템(20)을 개략적으로 도시한다. 공지된 바와 같이, 예를 들면, 카(22)는 바람직하게는 건물 내에서 다른 층 사이로 승객 또는 화물을 이동시키도록 다양한 승강장(26, 28, 30)으로 이동한다.1 schematically shows an
제어기(32)는 승강로(24) 내에서 엘리베이터 카(22)의 소정의 움직임을 일으키도록 (도시되지 않은) 기계를 제어한다. 카(22)는 (도시되지 않은) 공지된 부품들을 사용하는 공지된 방식으로 승강로(24) 내에 지지된다.The
제어기(32)는 카(22)와 함께 움직이도록 지지된 제1 무선 통신부(40)에 의해 수집된 정보에 기초하여 승강로(24) 내에서 카(22)의 위치를 결정한다. 도시된 예는 카에 장착된 통신부(40)를 개략적으로 도시한다. 관련된 브래킷들 또는 카-지 지 구조 부재들 위와 같은 다른 위치가 사용될 수도 있다.The
복수의 제2 통신부(42)는 이하에 설명될 바와 같이 승강로(24)를 따라 선택된 위치에 지지되어 카 위치 정보를 제공한다. 도시된 예에서, 각 제2 통신부(42)는 알려진 부품을 포함하는 도어 프레임(36) 상에 지지된다. 본 발명 시스템의 하나의 이점은 제2 통신부(42)가 엘리베이터 시스템(20)이 설치되는 건물 위치에 운반되기 전에 미리 제작된 도어 프레임 내에 설치될 수 있다는 것이다. 이러한 방식으로 제2 통신부(42)가 미리 설치됨으로써, 다양한 시스템 경제성이 실현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 장치는 엘리베이터 시스템이 설치되는 장소에 임의의 승강로 변형 또는 임의의 특별한 장치가 요구되지 않는다. 제1 통신부(40)는 카 상에 미리 설치될 수 있고, 제2 통신부(42)는 도어 프레임 상에 미리 설치될 수 있다.The plurality of
도시된 예에서, 제1 통신부(40)는 엘리베이터 카(22) 상의 내장 모듈(44)과 관련된다. 연결부(46)는 동력 연결부, 통신 연결부 또는 양쪽 모두가 나타나도록 도1에 개략적으로 도시된다. 일례에서, 제1 통신부(40)는 동력을 받도록 모듈(44)에 배선 연결된다. 일례에서, 엘리베이터 카 위치를 나타내는 신호를 전달하는 것 역시 배선 연결로 달성된다. 다른예에서, 제1 통신부(40)와 내장 모듈(44) 사이의 통신은 무선 통신이다.In the example shown, the
내장 모듈(44)은 제어기(32)와 통신하기 위해 종래의 배선 장치(48)를 통해 연결된다. 카(22) 상의 전자 부품과 제어기(32) 사이의 종래의 통신뿐 아니라, 본 발명의 시스템은 통신부(40, 42)들 사이의 통신으로부터 수집된 엘리베이터 카 위 치 정보를 제어기(32)에 제공한다.The embedded
도2는 본 발명에 따라 설계된 시스템의 예시적인 통신 방법을 개략적으로 도시한다. 제1 통신부(40)는 송신부(50)를 갖는 트랜스시버를 포함한다. 일례에서, 송신부(50)는 제2 통신부(42)에 보내지는 무선 주파수 통신 신호(52) 발생한다.2 schematically illustrates an exemplary method of communication of a system designed in accordance with the present invention. The
도시된 예에서, 무선 주파수 신호(52)는 제2 통신부(42)의 발전부(56)에 의해 수신되는 제1 요소(54)를 갖는다. 발전부(56)는 바람직하게는 무선 주파수 신호를 받고 이용 가능한 에너지로 그것을 변형시키는 공지된 부품들을 포함한다. 다른 예에서, 제2 통신부(42)는 배터리, (배선 연결된) 건물 동력 또는 그러한 알려진 동력들의 조합에 의해 동력이 공급된다. In the example shown, the
무선 주파수 신호(52)의 제2 요소는 트리거부(60)에 의해 수신되는 트리거 신호(58)이다. 송신부(50)가 트리거 신호(58)를 발생하면, 카(22)의 선택된 범위 내에 있는 제2 통신부(42)는 트리거 신호(58)에 응답하는 위치 신호를 발생한다. 이렇게, 본 발명 시스템의 예시적인 실행은 제2 통신부(42)에서 단지 엘리베이터 카(22)의 선택된 근접 범위 내로 동력 소비 및 신호 발생을 제한하여, 예시적인 장치가 더욱 효율적이게 한다.The second element of the
트리거 신호(58)에 기초하여, 트리거부(60)는 바람직하게는 제2 통신부(42)의 송신부(62)가 제1 통신부(40)의 수신부(66)에 의해 수신되는 위치 신호(64)를 발생하게 한다. 도시된 예에서, 각 제2 통신부(42)는 고유의 식별부를 갖고, 위치 신호(64)는 바람직하게는 신호를 보내는 요소의 식별부에 대응하는 정보를 포함한다. 도1을 참고하여 예를 들면, 제2 통신부(42A)는 도면 부호 42B 또는 42C와 관 련된 것과는 다른 식별부를 갖는다. 바람직하게는 충분히 큰 세트의 식별부들이 유일함을 확보하기 위해 선택된다.Based on the
본 발명에 따라 설계된 일례의 시스템에서, 송신부(62)는 각 트리거 신호에 응답하는 다수의 위치 신호를 보낸다. 이러한 예에서, 위치 신호들은 위치 결정을 위해 조합된다. 그러한 장치는 신호 대 잡음의 비, 위치 정밀도 또는 양쪽 모두를 증가시키는 이점을 갖는다.In an exemplary system designed in accordance with the present invention,
현재 양호한 실시예는 송신부(62)로서 초음파 송신기를 포함한다. 따라서, 위치 신호(64)는 승강로 내에서 공지된 속도로 전달되는 초음파 신호이다. 트리거 신호(58)와 수신부(66)에 의한 위치 신호의 수신 사이의 타이밍에 기초하여, 적절한 제2 통신부(42)에 대해 제1 통신부(40)의 위치가 결정될 수 있다. 카(22)에 내장된 제1 통신부(40)의 위치가 카의 구조와 관련하여 알려져 있기 때문에, 이러한 위치 정보 역시 승강로 내에서 카(22)의 위치를 제공한다. 일례에서, 카 속도 및 국부적인 온도와 같은 추가적인 시스템 파라미터가 위치 신호(64)로부터 추정되어 결정된 카 위치의 정밀도를 증진시킨다.The presently preferred embodiment includes an ultrasonic transmitter as the
초음파는 가장 정확한 위치 결정을 제공하는 것으로 여겨지기 때문에 양호한 선택이다. 무선 주파수 신호, 마이크로파 신호, 적외선 신호, 자외선 또는 가시광선 전송과 같은 전자기 에너지의 다른 예시적인 유형이 본 발명에 따라 설계된 시스템에 사용될 수 있다. 이러한 설명을 이해한 이 기술 분야의 숙련자는 특정 상황에 가장 잘 작용하는 신호의 유형 및 조절 방법을 선택할 수 있을 것이다.Ultrasound is a good choice because it is believed to provide the most accurate positioning. Other exemplary types of electromagnetic energy, such as radio frequency signals, microwave signals, infrared signals, ultraviolet or visible light transmission, can be used in systems designed in accordance with the present invention. Those skilled in the art who understand this description will be able to select the type of signal and the method of control that best works for a particular situation.
엘리베이터 카(22)는 승강로를 통해 이동하거나 고정된 채로 유지되므로, 위 치 정보는 필요에 따라 제어기(32)에 의해 계속적으로 결정될 수 있다.Since the
일례에서, 하나의 제2 통신부(42)가 승강로를 따라 각 승강장에 결합된다. 이와 같이 제2 통신부들은 이격되어 제2 통신부들 사이에 약 3.5m의 거리가 제공된다. 이것은 초음파 송신기(62)의 소비 전력을 제한하는 것과 같은 특정 이점들을 제공한다. 제2 통신부들(42) 중 소수만 임의의 주어진 시간에 트리거되기 때문에, 초음파 사이의 전파 방해의 양은 감소된다. 다른 이점은 초음파 전송과 관련된 시간 지연이 감소된다는 것이고, 일례의 시스템에서는 10ms보다 적게 된다. 게다가, (통신부들(40, 42) 사이의 거리와 관련된) 시간 지연이 더욱 작아지기 때문에, 카(22)가 각 층 영역(즉, 승강장)에 접근함에 따라 더 높은 위치 업데이터 속도가 실현 가능하게 된다. 본 발명에 따라 설계된 시스템에서 승강로를 따라 제2 통신부들(42)이 계획적으로 위치된 것은 1mm 내의 분해능(resolution)이 가능하게 한다. 예를 들면, 저렴하게 상업적으로 입수할 수 있는 1/340ms 분해 타이머는 본 발명의 시스템이 파의 이동 거리를 산출하여, 매우 정확히 엘리베이터 카 위치를 산출하도록 한다.In one example, one
본 발명의 중요한 이점은 승강로의 변형 및 요구되는 장치가 없다는 것이다. 본 발명의 장치는 임의의 다양한 유형의 엘리베이터 시스템에 유용하다. 또한, 본 발명의 무선 통신 장치는 카가 승강장에 접근할 때 승강로 전부에 걸쳐서 더 큰 정밀도, 더 높은 위치 업데이터 속도를 제공하고, 필요에 따라 제어기에 엘리베이터 카 위치 정보를 계속해서 제공한다.An important advantage of the present invention is that there is no deformation of the hoistway and no device required. The apparatus of the present invention is useful for any of various types of elevator systems. In addition, the wireless communication device of the present invention provides greater precision, higher position updater speed throughout the hoistway as the car approaches the hoistway, and continues to provide elevator car location information to the controller as needed.
도어 프레임(36)이 설치되고, 모든 다른 부품들이 작동되면, 카(22)는 러닝 모드(learning mode)에서 제어기(32)와 함께 승강로를 통해 주행하여, 각 제2 통신부(42)의 위치 및 식별부가 확인될 수 있다. 단일 러닝 모드를 통과한 후에, 제어기(32)는 바람직한 엘리베이터 시스템 작동을 달성하도록 요구되어지는 가능한 한 많은 위치 결정을 가능하게 한다.When the
상기 기재는 본질상 제한적인 것이라기 보다는 예시적인 것이다. 개시된 예에 대한 변화 및 수정은 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고도 이 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 본 발명에 주어진 법률적 보호 범위는 이하의 청구의 범위를 검토함으로써만 결정된다.The description is illustrative rather than limiting in nature. Changes and modifications to the disclosed examples will be apparent to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. The scope of legal protection given to this invention is determined only by examining the following claims.
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2002
- 2002-10-08 KR KR1020057004641A patent/KR100886079B1/en not_active IP Right Cessation
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